一种测量气体含水量的水分传感器的制作方法

本实用新型涉及传感器技术领域，具体为一种测量气体含水量的水分传感器。

背景技术：

水分传感器在工业和农业以及人们的日常生活中上有着广泛应用，也是研究气象状况不可缺少的一个因素。湿度传感器作为湿度测量系统的重要组成部分，已经发展了很多年。目前，主要的湿度传感器有两种，一种是电容式湿度传感器，常用的电容式湿度传感器通过表面加工工艺形成，其敏感电容小，且寄生电容大，化学性能不稳定，不利于测量，另一种是叠加式的湿度传感器，这种传感器将感湿材料置于敏感电容极板之间作为感湿介质，虽然灵敏度高，寄生电容小，但是响应速度慢。因此设计了一种测量气体中微量含水量的水分传感器，通过测量出电解电流的大小，从而测出含水量，灵敏度高，反应速度快。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种测量气体微量含水量的水分传感器，通过测量出电解电流的大小，从而测出含水量，灵敏度高，反应速度快。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种测量气体含水量的水分传感器，包括电解池1、探头2和电解池盖3，所述探头2伸进电解池1内，并通过电解池盖3将探头2固定在电解池1上，其特征在于：所述电解池1为具有电解池口101的圆筒状，电解池1的侧壁上设有与其相通的进气嘴102和出气嘴103，进气嘴102上设有一个调节阀104，出气嘴103上设有流量计105，电解池口101上设有外螺纹，所述探头2包括引线护套201，引线护套201的一端通过螺钉8固定并连接有引线端子202，引线护套201的另一端螺纹连接有绝缘装置，绝缘装置包括绝缘柱204，绝缘柱204为中空结构，绝缘柱的内部设有固定螺杆4，固定螺杆4的两端通过螺母6连接有上压圈203和下压圈205，所述上压圈203上插有两根第一接线柱207，下压圈205上插有两根第二接线柱208，所述绝缘柱204的圆周面上设有两组独立的螺纹槽206，两组独立的螺纹槽206内分别饶有两根电解丝5，两根电解丝5的一端与两根第一接线柱207连接，另一端与两根第二接线柱208连接，第一接线柱207的另一端通过电线7与引线端子202的一端连接，引线端子202的另一端连接有稳压电源和电流表，所述绝缘柱204的外表面上涂覆有吸湿剂，所述电解池盖3上设有与电解池口101的外螺纹相配合的内螺纹。

所述吸湿剂为五氧化二磷溶液。

所述电解丝5为铑丝或铂丝。

所述绝缘柱204为玻璃材质。

所述电解池盖3的外表面上设有防滑凸起301。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的水分传感器是根据电解池吸湿并电解水分的原理进行工作的，通过测量出电解电流的大小，从而测出含水量，同时利用玻璃棒作为绝缘棒，绝缘效果好，吸湿剂的附着力强，灵敏度高，反应速度快，寿命长。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的分解图。

图3为探头没有绕电解丝的结构示意图。

图4为探头绕有电解丝的结构示意图。

图5为探头的正剖图。

图中所示：电解池1，探头2，电解池盖3，固定螺杆4，电解丝5，螺母6，电线7，螺钉8，电解池口101，进气嘴102，出气嘴103，调节阀104，流量计105，引线护套201，引线端子202，上压圈203，绝缘柱204，下压圈205，螺纹槽206，第二接线柱208，防滑凸起301。

具体实施方式

以下结合附图1至附图5对本实用新型的结构及其有益效果进一步说明。

实例1：

一种测量气体含水量的水分传感器，如图1至图5所示，包括电解池1、探头2和电解池盖3，所述探头2伸进电解池1内，并通过电解池盖3将探头2固定在电解池1上，其特征在于：所述电解池1为具有电解池口101的圆筒状，电解池1的侧壁上设有与其相通的进气嘴102和出气嘴103，进气嘴102上设有一个调节阀104，出气嘴103上设有一个流量计105，电解池口101上设有外螺纹，所述探头2包括引线护套201，引线护套201的一端通过螺钉8固定并连接有引线端子202，引线护套201的另一端螺纹连接有绝缘装置，绝缘装置包括绝缘柱204，绝缘柱204为中空结构，绝缘柱的内部设有固定螺杆4，固定螺杆4的两端通过螺母6连接有上压圈203和下压圈205，所述上压圈203上插有两根第一接线柱207，下压圈205上插有两根第二接线柱208，所述绝缘柱204的圆周面上设有两组独立的螺纹槽206，两组独立的螺纹槽206内分别饶有两根电解丝5，两根电解丝5的一端与两根第一接线柱207连接，另一端与两根第二接线柱208连接，第一接线柱207的另一端通过电线7与引线端子202的一端连接，引线端子202的另一端连接有稳压电源和电流表，所述绝缘柱204的外表面上涂覆有吸湿剂，所述电解池盖3上设有与电解池口101的外螺纹相配合的内螺纹。

所述吸湿剂为五氧化二磷溶液，五氧化二磷溶液的用配置方法为：用针管将磷酸和去离子水按1：1的比例在烧杯中充分混合后，在红外灯下烘烤5分钟。

然后用针管将配制好的五氧化二磷溶液均匀地涂在绕制好电解丝的绝缘柱204上，涂完后在红外灯下烘烤40分钟，再涂第2遍，如此反复至少4遍。

所述电解丝5为铑丝或铂丝。

所述绝缘柱204为玻璃材质。

所述电解池盖3的外表面上设有防滑凸起301。

所述绝缘柱204上的两组螺纹槽206的加工工艺为：首先，将4号医用丝线和5号鱼线并列两组绕在玻璃材质的绝缘柱204上，然后将绝缘柱204的顶部和底部用熔解的蜡液涂3-5cm长，然后将其放入分析纯的HF酸中反应40分钟后取出，并用清水冲洗5分钟，最后将4号医用丝线拆掉，即随着HF酸对5号鱼线的腐蚀，使得与5号鱼线接触的玻璃也被腐蚀，从而的到所需的两组螺纹槽206。

本实用新型的工作过程为：本水分传感器的湿度检测器是根据电解池吸湿并电解水分的原理进行工作的。通过调节阀104的调节使被分析气体以100ml/min的速度从进气嘴102进入电解池1内后，气体中的水分即被涂敷在绝缘柱204表面上的五氧化二磷(P2O5)吸湿剂完全吸收，并被加在探头电极上的直流电压电解成H2和O2，从出气嘴103随样气排出。

其反应过程是：

P2O5+H2O→HPO3(吸湿)

HPO3→P2O5+H2↑+O2↑(电解)

在电解过程中，产生电解电流。根据法拉第电解定律和气体状态方程可导出：在一定温度，压力和流量条件下产生的电解电流正比于气体中的含水量。测量出电解电流的大小，即测出含水量。由计算得出，在一个大气压下，测量系统温度为40℃，被测气体以100ml/min的流量流经电解池，则当样气含水量为1PPM时，电解电流为28.4μA。即可根据电流表测量的电流大小判断气体中的含水量。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。